石油化工污水处理实例

扬子乙烯工程污水处理实例

• 工程概况及处理要求
  扬子乙烯一、二期工程污水处理场担负着乙烯、丁二烯、乙二醇、聚乙烯、聚丙烯、常减压、焦化、尤里卡、芳烃、醋酸、乙醛、PTA等12套主要装置及热电、空分、供排水、机修、储运系统等辅助生产单元和厂区生活设施、生活区生活污水的处理。该厂的污水处理采用了分级分质处理的总流程，分为预处理、最终处理和泥处理三部分，处理后出水水质达标排放。设计处理能力：生产含油污水1150t/h、PTA污水350t/h、生活污水450t/h、共计1950t/h。占地17.2m2。
  
• 处理流程特点及技术数据
  (1)预处理
  预处理的目的是为最终处理创造符合规定要求的进水指标，以确保处理的平稳运行，达标排放。为此，预处理按水质分为三个流程，即生产含油污水、PTA污水及生活污水分别进行。
  ①生产含油污水--采用格栅、曝气沉砂、平流斜板隔油、调节中和、预沉淀处理流程。主要去除水中的油和杂质，为终处理创造稳定的水量、水质、进水条件。见图6-12。
  
  ②生活污水--采用格栅、曝气沉砂去除水中杂质，然后进入调节均匀池同生产污水混合，经调整pH值，预沉处理后一并进入最终污水处理，见图6-12。
  ③PTA污水(包括醋酸、乙醛污水)--采用国内自行开发的酸化沉淀去除TA，调节均匀，进入厌氧处理装置，出水再经一级接触氧化--沉淀，二级好氧生化曝气--沉淀，从而把出水CODcr值由900±50%mg/L降到600mg/L的分级控制指标。其处理流程见图6-13，再送到最终处理A/O--A/O系统进一步处理。达标后排放。
  (2)终处理
  终处理的目的是全面降解去除污水中的污染物质，达到排放标准。为此，终处理按水质的不同，分为一般生产污水和PTA污水两个流程分别进行。
  ①生产污水采用由德国林德公司引进的纯氧曝气、二次沉淀处理流程。设计处理能力为1600t/h，实际处理量1669t/h，全年运行350天。其处理流程见图6-12。进、出水指标见表6-24。
  ②PTA污水处理采用我国自行开发的A/O--A/O处理流程。设计处理能力500t/h(其中生活污水150t/h，PTA污水350t/h)，实际处理量461t/h(其中PTA污水216t/h，生活污水245t/h)全年运行350天，其处理流程示意见图6-12，处理进、出水指标见表6-25。
  
  (3)污泥处理
  污泥处理的任务是把污水处理过程产生的剩余活性污泥进行浓缩脱水，达到无害化的目的。为此，该污水处理场的污泥处理采用污泥浓缩、中温硝化、自动板框压滤脱水的工艺流程，参见图6-12。设计处理能力350kg/h，其中，剩余活性污泥200kg/h，生污泥150kg/h。经脱水处理后的硝化污泥，泥饼外运进行综合利用。污泥消化过程中产生的沼气送沼气锅炉利用。
  
• 主要处理构筑物
  根据生产装置产生污水的特点，污水处理流程选择了以下相适应的处理构筑物。
  (1)生产含油污水处理，生化曝气池选用了引进的四段式纯氧曝气池，与常规空气曝气池比较，具有以下优点：
  ①容积负荷高，曝气池容积小、占地少。
  ②供氧能力大、耐冲击负荷性能强、运行稳定、处理效果好。
  ③污泥沉降、浓缩、脱水性能好、产泥量少，减少了污泥处理费用。
  ④溶氧动力耗能低，比空曝系统减少60%以上。
  ⑤纯氧曝气池具有保温作用，在寒冷地区有利于保持污水的温度。
  ⑥纯氧曝气池在密闭微正压(25-100mm H2O)状态下运行，排气量仅为空曝的1/200、无水雾、无臭味，降低了对周围环境的影响。
  纯氧曝气的二沉池选用中心进水周边出水式，刮泥机引进扫描自吸式刮泥机。活性污泥回流引进德国的预旋泵，其性能特点可根据活性污泥的液面高度自动控制回流污泥量，确保纯氧曝气池中所需的混合液浓度要求。
  (2)PTA污水处理
  PTA污水处理选用下述自行开发的处理构筑物：
  ①酸化沉淀池：将来自PTA装置的污水与醋酸、乙醛污水混合后加入硝酸，将pH值控制在4.2以下，即可将TA由污水中析出，沉淀在池底，用扫描吸渣机吸出，送至TA浓缩池再用泵送入叶片式过滤机，将TA脱水滤出后回收利用。
  ②厌氧系统：经去除TA后的PTA污水再加碱调节pH值到8左右，经均质池均质后送入升流式污泥床厌氧反应池，经24h中温(38℃左右)厌氧处理。将污水中的有机污染物质降解产生沼气，污水再进入接触氧化池、耗氧曝气池处理，将污水中的CODcr值降到≤600mg/L。厌氧处理流程比好氧处理流程具有耗能低、回收热能、占地少、投资省、减少对环境的污染等优点。
  ③A/O--A/O系统：经厌氧处理系统后的PTA污水(350m3/h)与生活污水(150m3/h)混合，再进入A/O--A/O两级处理后达标排放。该A/O--A/O系统具有耗能少、运行平稳、处理成本低等优点。
  
• 主要机械、设备、仪表
  为污水处理后达标排放，工艺过程选用了以下主要机械、设备、仪表。包含：污水泵、机械格栅、链条刮砂机、行车、刮泥、刮沫机、罗茨鼓风机、表面曝气机、离心鼓风机、吸泥式刮泥机、单螺杆挤压泵、预旋泵、单螺杆挤压泵、排水泵、空气压缩装置、稀硫酸泵、氨水泵、转子加氯机、污泥泵、浓缩池刮泥机、沼气鼓风机、自动板框压滤机、空气压缩机、真空过滤机、在线烃类气体报警器、在线溶解氧测示仪、污水回流泵、污水提升泵、在线pH值酸度计。现将其中的特殊机械、设备及仪表介绍。
  (1)纯氧曝气池系统
  ①曝气机：引进德国在瑞典制造的皇冠式表曝机，材质为不锈钢复合FRP，具有搅拌、充氧性能好、强度高、耐腐蚀、重量轻、耗能低等优点。
  ②溶解氧测试仪：由德国引进，利用浸没在混合液中的双金属探头产生电位差的原理，准确地测定混合液中的溶解氧浓度，将放大的信号二次传送到控制室计算机系统。与曝气池进水流量计联锁，反馈控制供氧量，确保混合液中的溶解氧浓度在4-8mg/L范围内平稳运行。
  ③烃类气体报警仪：由德国引进，设置在一段曝气池顶部，测试池内气体烃类含量达到≥17%时，通过联锁信号关闭氧气进口阀，同时启动鼓风机向曝气池内送风，停止氧曝。当池内烃类气体浓度低于17%后，恢复氧气曝气，防止发生爆炸，确保纯氧曝气池的安全
  平稳运行。
  (2)二次沉淀池系统
  二沉池的Ф38000mm自吸式刮泥机及污泥回流预旋泵均由德国引进。预旋泵的特点可依据活性污泥的液面高度，自动调节污泥的回流量，以确保曝气池混合液中的污泥浓度在6000mg/L左右，维持氧曝池在高负荷下平稳运行。
  (3)PTA污水处理
  酸化沉淀池去除TA水分的叶片式过滤机由日本引进，材质为铬镍不锈钢，利用过滤机中的叶片高速度旋转下产生的离心力，将粘附在TA颗粒表面的酸性水分子脱除，获得低水分的TA回收利用。该设备的特点是脱除TA水分的效率高、耐腐蚀，能长周期平稳运行。可将废TA回收利用、经济效益好，彻底消除了废TA对环境污染的问题。
• 污水处理效果及存在问题
  扬子乙烯工程一、二期污水处理场，通过解决投产初期阶段水中含油、含TA量高冲击性负荷问题后，十几年来生产运行平稳可靠，排放水质达标、保护了环境。多年来通过技术改造、科学管理，实现了排放水质合格率逐年提高，由20世纪80年代末期的70%以下提高到98%以上，为石油化工污水处理积累了宝贵的生产运行、技术改造和科学管理经验，为保护长江水域环境作出了一定的贡献。现将解决污水中含油、含TA量高的措施简介如下。
  (1)生产含油污水系统在投产初期一年多的时间内，因水中含油量过高曾导致纯氧曝气池中的烃类气体含量超标，造成烃类报警仪连续报警，停止了氧曝运行，被迫改为空气曝气运行，致使处理后的出水水质严重超标。后经在尤里卡、常减压装置内增设含油污水预处理设施，同时在污水处理场的隔油池内增设斜板隔油设施。将进入纯氧曝气中的含油量降到10mg/L以下，才恢复了纯氧曝气的正常运行，确保处理后排水水质达标排放，消除了对外环境的污染。
  (2)PTA污水处理系统
  PTA污水处理系统在投入运行初期近两年的时间内，因PTA装置的运行波动较大，生产不平稳，造成排放污水中的TA含量过高，使COD超过设计值约两倍以上，导致污水处理系统的构筑物难以适应。厌氧反应池经常发生酸化现象，使厌氧处理效果大幅下降，出水不能达标，并影响了后处理设施全厂污水处理场不能达标排放，造成对长江水域的局部污染，后果十分严重。通过在PTA装置内增设TA预沉淀池，并将升流式厌氧污泥床改造为污泥-填料混合床，提高了厌氧池的耐冲击性能。同时自行开发了A/O--A/O处理系统，设置在全厂污水处理场，实施补充处理后才彻底解决了PTA污水处理的达标排放，消除了对长江水域的局部污染，为PTA污水经酸化沉淀--厌氧--A/O--A/O处理流程的完善及最终开发成功总结了经验。
  
• 消耗指标及成本
  扬子乙烯工程一、二期污水处理场消耗指标及成本见下表。

  污水处理场消耗指标及成本

  名称	水/m3	电/kW	汽/kg	风/Nm3	尿素/kg	聚合氯化铝溶液液体	Na2HPO6·12H2O/kg	人工工资/元	折旧/元	氧气/kg	其它/元
  数量	0.026	1.2	0.24	0.6	0.054	0.021	0.058	0.197	0.02	0.86	0.18
  设计单价/元	1.5	0.55	0.18	0.2	0.58	0.24	2	0.197	0.02	0.8	0.18
  设计总价/元	0.039	0.66	0.043	0.12	0.032	0.005	0.116	0.197	0.02	0.688	0.18

  注：按2002年计算，合计2.1元。
• 工程量及投资
  扬子乙烯工程一、二期污水处理场工程量及投资；1984年生产含油污水处理：水泥+木材+钢筋+型钢=5819.06万元；1987年生产含油污水处理：水泥+木材+钢筋+型钢=6458.5万元；1990年A/O系统处理：水泥+木材+钢筋+型钢=2486.7万元。

大庆乙烯工程污水处理实例

大庆乙烯工程污水处理担负着裂解分离、丁二烯抽提、甲基叔丁基醚、低压聚乙烯、高压聚乙烯、乙醛、醋酸、汽油加氢、造气、丁辛醇、丙烯腈、丙酮氰醇、线性低密度聚乙烯、硫氰酸钠、腈纶等十几套主要装置。该厂的污水处理采用了分级、分质处理总流程，分为预处理和终处理两部分。

• 预处理
  预处理流程的确定原则是保持终处理的进水符合规定指标，并保证终处理的平稳运行，因此，预处理分为三个流程：含油污水、酸碱污水和一般污水，其流程见图6-14。
  
  污水预处理场设计水量为1000t/h，实际处理水量为800t/h。全年开工天数为350天。污水预处理场工艺流程见图6-15。其水质处理效果见表6-30。预处理场主要构筑物参数见表6-31。

  污水处理场的处理效果

  种类号	污水名称	水量/(t/h)		处理效果/(mg/L)				污水去向
  		设计	实际	pH值		油
  				进口	出口	进口	出口
  1	含油污水	142	300	-	-	150	40	化工污水场
  2	含酸污水	264	150	4.3	8.5	-	-	化工污水场

  污水处理场的处理效果

  序号	设备名称	个数	规格/mm	有效容积/m3	处理能力/(t/h)	停留时间
  1	中和泵吸水池	1	2000*6000*3000	24	234	-
  2	调节池	2	18000*2300*2600	82.8	828	12
  3	镉油池	1	5000*5020*2000	65	65	0.25
  4	气浮池	3	4500*17000*3300	114.8	196	0.50
  5	中和池	2	8000*22000*2000	299	264	1
  6	浮渣池	1	1750*1750*2400	7.35	7.2	-
  7	污泥池	1	1750*1750*2400	7.35	7.2
  8	气浮泵吸水池	1	2800*6000*3000	50.4	110
  9	提升泵吸水池	1	4000*1200*3000	14.4	612

• 终处理
  终处理分为二部分：第一部分是化工污水处理场，第二部分是腈纶污水处理场。
  (1)化工污水处理场全套设备均由日本引进，设计处理能力为1000t/h，占地面积4.75hm2，全年开工350天，实际处理水量为800t/h。化工污水处理场进、出水水质见表6-32。

  化工污水处理场进、出水水质

  水量/(t/h)

  处理效果/(mg/L)

  设计

  实际

  pH值

  CODcr

  BOD5

  S2-

  酚

  油

  CN

  SS

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  1000

  800

  8.5

  8.08

  985

  205

  385

  74

  0.58

  0.14

  3.75

  0.54

  40

  5.9

  0.07

  0.04

  -

  -

  化工污水处理场的处理流程见图6-16。
  
  化工污水处理场主要构筑物参数见表6-33。

  化工污水处理场主要构筑物参数

  编号	设备名称	个数	规格/mm	有效容积/m3	处理能力/(t/h)	停留时间/h
  1	原水池	2	90000*45000*7000	24000	1000	48
  2	中和池	1	5500*5500*3600	85	1000	1.25
  3	曝气池	8	42000*42000*5900	1900	1000	13
  4	沉淀池	2	Ф40000*3500	4400	1000	4
  5	污泥浓缩池	1	Ф12000*4000	395	396	14
  6	高速过滤池	5	Ф5000*7050	112	1092	-
  7	活性炭吸附塔	12	Ф5000*6400	110	1135	-
  8	污泥焚烧炉	1	Ф5100*7830	-	400kg/h	-
  9	活性炭再生炉	1	Ф2820*5700	-	4.8t/d	-
  10	脱水机	2	高压带式	-	6t/d	-

  (2)睛纶污水处理场
  腈纶污水处理场采用纯氧曝气生物处理流程，全套由德国引进，剩余活性污泥处理系统由国内配套。该装置设计处理能力500t/h，全年开工350天，实际处理水量为40Ot/h。腈纶污水处理场进、出水水质见表6-34。

  化工污水处理场进、出水水质

  水量/(t/h)

  处理效果/(mg/L)

  设计

  实际

  pH值

  CODcr

  BOD5

  S2-

  酚

  油

  CN

  SS

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  进口

  出口

  500

  400

  8.04

  7.2

  660

  220

  202

  195

  -

  0.19

  -

  0.08

  8.02

  6.25

  6.16

  5.36

  152

  149

  腈纶污水处理场流程见图6-17。
  腈纶污水处理场主要构筑物参数见表6-35。

  腈纶污水处理场主要构筑物参数

  编号	设备名称	个数	规格/mm	有效容积/m3	处理能力/(t/h)	停留时间/h
  1	原水池	2	32000*16000*6700	3400	500	13
  2	混合池	2	3000*2300*2300	12	500	0.05
  3	曝气池	2	10600*10600*4000	440	500	4
  4	沉淀池	2	Ф20000*3000	912	500	1.2
  5	污泥池	2	6000*4000*1700	40	125	-
  6	最终水池	1	6000*10000*5000	290	500	-

  (3)污泥处理
  污泥处理是将污水处理场水处理过程产生的油泥、浮渣、剩余活性污泥处理达标，能综合利用或达到无害化。本污水处理场的污泥处理采用浓缩、脱水、焚烧的工艺流程。设备全部由日本引进，包括高压带式脱水机、卧式焚烧炉等。设计处理污泥脱水能力6t/d，焚烧量400kg/h。全年开工350天。污泥处理流程参见图6-16。
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